【文章內(nèi)容簡介】 變化，如圖 69（ c）瑣事。在每個 PWM 周期的 0~t 區(qū)間，V V3 截止，開始時，由于自感電動勢的作用，電樞中的電流維持原流向 ——從 B 到 A，電流線路如圖 68中虛線 4，經(jīng)二極管 D D1 到電源，電動機處于 再生制動狀態(tài)。由于二極管的 D D1鉗位作用，此時 V V4不能導通。當電流衰減到零后，在電源電壓的作用下， V V4 開始導通。電流驚 V V4形成回路，如圖 68 中虛線 1。這時電樞電流的方向從 A 到 B，電動機處于電動狀態(tài)。在每個 PWM 周期的 t1~t2 區(qū)間， V V4 截止。電樞電流在自感電動勢的作用下繼續(xù)從 A 到 B，其電流流向如圖 68 中的虛線 2，電動機仍處于電動狀態(tài)。當電流衰減為零后， V V3 開始導通，電流線路如圖 68中虛線 3，電動機處于反接制動狀態(tài)。所以在輕載工作時，電動機的工作狀態(tài)呈電動和制動交替變化 。 雙極性驅(qū)動時，電動機可在 4 個象限上工作，低速時的高頻震蕩有利于消除負載的靜摩擦，低速平穩(wěn)性好。但在工作的過程中，由于 4個開關管都出在開關狀態(tài)，功率損耗大，因此雙極性驅(qū)動只用語小功率直流電動機上。單片機通過P2口進行控制電機。當 B1 電機正轉(zhuǎn)時前進，反轉(zhuǎn)時后退。另一個電動機控制左右轉(zhuǎn)，電機正轉(zhuǎn)時左轉(zhuǎn)，電機反轉(zhuǎn)是右轉(zhuǎn)。 紅外檢測模塊 采用紅外線避障方法，利用一管發(fā)射另一管接收，接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近，由于紅外線受外界可見光的影響較大，因此用250Hz 的信號對 38KHz 的載 波進行調(diào)制，這樣減少外界的一些干擾。 接收管輸出 TTL 電平，有利于單片機對信號的處理。采用紅外線發(fā)射與接收原理。利用單片機產(chǎn)生 38KHz 信號對紅外線發(fā)射管進行調(diào)制發(fā)射，發(fā)射距離遠近由 RW 調(diào)節(jié)，本設計調(diào)節(jié)為 10CM 左右。發(fā)射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進行解調(diào)，輸出 TTL 電平。利用單片機的中斷系統(tǒng)，在遇障礙物時控制電機并使小車轉(zhuǎn)彎。由于只采用了一組紅外線收發(fā)對管，在避障轉(zhuǎn)彎方向上，程序采用遇障礙物往左拐方式。如果要求小車正確判斷左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，需在小車側(cè)邊加多一組對管。外界對 紅外信號的干擾比較小，性價比高。 。調(diào)試時主要是調(diào)制發(fā)射頻率為接收頭能接收的頻率，采用單片機程序解決。發(fā)射信號強弱的調(diào)節(jié)，由可調(diào)精密電阻調(diào)節(jié)。 鍵盤電路 鍵盤工作原理 可采用“掃描”的方法查看鍵盤中有無按鍵按下以及所按的是哪有個鍵，其原理如圖所示。先對各行線都送以低電平，若讀回各列線的電平值 仍為 1，便說明未曾按過按鍵；若某列出現(xiàn)低電平，則說明跨接到該列的按鍵已有按下。因此使行線上的低電平引入到列線。要辨別是該列的哪個按鍵被按，需進一步通過“逐行掃描”，查看個列線電平值來鑒別。 主控芯片 8051 模塊 單片機的電源設計 對于模數(shù)轉(zhuǎn)換部分，需要較高的電源基準，可采用電源隔離、穩(wěn)壓和精密調(diào)整等一系列芯片實現(xiàn)單獨的供電；對于控制部分和數(shù)字化的傳感器，由于對電源的要求不高，直接引用電池電壓；對于特殊的電源要求，如串行信號的傳輸，需要177。 9V 的參考電壓，利用升降壓和電源轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)， 具體規(guī)劃如圖所示。 6V 9v 5V 鎳氫電池 單片機 MAX202 數(shù)字接口 串口數(shù)據(jù) MAX8875 MAX6192 數(shù)字羅盤 AD/MAX197 MAX1675 從圖中看出，在本例中分別使用 MAX167 MAX887 MAX61923 種電源變換芯片，將系統(tǒng)的電源電壓從不穩(wěn)定的 5V變換到穩(wěn)定的 5V 和電壓基準 。 MAX1675 MAX1675 升降型 DCDC 轉(zhuǎn)換器，屬于電壓變換類的芯片，可提供高達 94%的轉(zhuǎn)換效率，安裝于微型 uMAX 封裝管內(nèi)，靜態(tài)電流僅 16uA。內(nèi)置同步整流器一方面改善了效率，另一方面省去了外部肖特基二極管，從而使尺寸更小、成本更低。MAX1675 具有 限流，允許使用很小的電感。并且由于消除了電感振蕩，使EMI 降至最低。所有器件內(nèi)置 ， N溝道 MOSFET，可選擇 或 5V輸出電壓。輸出也可利用分壓電阻在 2V 至 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。輸入電壓范圍為 至Vout，開啟電壓可低至 。輸出電流 200mA 時，效率達 94%，內(nèi)置低電壓檢測和 停機模式。 MAXA8875 MAX8875 低至差線性穩(wěn)壓器輸入范圍為 +~+，輸出電流達 150mA，使用 P溝道 MOSFET 調(diào)節(jié)器輸出，以在最高為 150mA 的任何負載下保持低的壓差和低的電源電流。 MAC8875 在輸出端只需一個 1uF 陶瓷電容，就能確保負載最高為 150mA時的穩(wěn)定性。 MAX8875 采用一個低成本的鉭電容，實現(xiàn)優(yōu)化工作?？商峁┹敵鲭妷褐禐?、 、 、 、和 ，他們的初始精度為177。 1%。 MAX8875帶有“ POWEROK”輸出為引腳，當輸出電壓超出穩(wěn)壓范圍時產(chǎn)生報警信號。 該電路圖輸出穩(wěn)定 5V電壓，直接可以給單片機提供電壓 單片機復位電路 基本復位電路 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 合過程中引起的抖動而影響復位。上圖所示的 RC復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。 3．軟件設計 本程序的主要由語音訓練程序，監(jiān)控程序掃描鍵盤程序電機驅(qū)動程序。三部分構(gòu)成。主程序首先完成對軟件所要用到的內(nèi)存進行初始化，然后進入下一步進行語音訓練程序，根據(jù)按鍵完成對相應的段的語音訓練，并判斷該段語音訓練是否成功， 如果成功的話，則進行下一段的語音訓練，直到語音訓練結(jié)束鍵按下，語音訓練則結(jié)束。進入監(jiān)控程序，監(jiān)控程序完成對紅外檢測的讀取，鍵盤掃描，語音的接收并識別，識別成功后，對小車完成相應的控制。 根據(jù)單片機與 TSG110 語音識別控制芯片的連接，單片機是這樣控制 TSG110語音芯片的內(nèi)部語音段（該系統(tǒng)需要 4 段語音，分別為前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)）： 一號段訓練，置高 與 前進語音段 二號段訓練，置高 與 后退語音段 三號段訓練，置高 與 左轉(zhuǎn)語音段 四號段訓練 ，置高 與 右轉(zhuǎn)語音段 清除對應段指示，置高 與 左右轉(zhuǎn)存放 40H，前進后退存放 41H，“ 0”表示正轉(zhuǎn)，“ 1”表示右轉(zhuǎn)。 主程序 ` 開始 初始化 語音訓練程序 監(jiān)控程序 主程序流程圖的介紹：一開始進行語音訓練程序，完成基本語音的輸入，并判斷是否成功輸入。 主程序利用監(jiān)控程序采集語音，語音識別，識別成功完成相應的對小車的基本控制。并能在小車運行過程中利用紅外檢測完成小車避開 20~30 厘米左右的障礙物。監(jiān)控程序不斷循環(huán)，直到有停車語音接收到。 監(jiān)控程序 系統(tǒng)監(jiān)控程序是控制單片機按預定操作方式運轉(zhuǎn)的程序。它完成人機對話和遠程控制等功能，使系統(tǒng)按操作者的意圖或遙控命令來完成指定的作業(yè)，當用戶操作鍵盤（或按鈕）時，監(jiān)控程序必須對鍵盤操作進行解釋，然后調(diào)用相應的功能模塊，完成預定的任務，并通過顯示等方式給出執(zhí)行的結(jié)果。因此，監(jiān)控程序必須完成解釋鍵盤、調(diào)度執(zhí)行模塊的任務。 系統(tǒng)投入運行的最初時刻，應對系統(tǒng)進行自檢和初始化。開機自檢在系統(tǒng)初始化前執(zhí)行，如果自檢無誤，則對系統(tǒng)進行正常的初始化，通常包括硬件初始化和軟件初始化兩個方面。硬件初始化工作是指對 系統(tǒng)中的各種硬件資源設定明確的初始狀態(tài)，如對各種可編程芯片進行變成、對各 I/O端口設定初始狀態(tài)和硬件資源分配任務等。軟件初始化包括對中斷的安排對堆棧的安排、狀態(tài)變量的初始化、各種軟件標志的初始化、系統(tǒng)時鐘的初始化和各種變量存儲單元的初始化等。自檢過程和初始化過程也是監(jiān)控程序的任務之一，但由于通常只執(zhí)行一便，且編寫方法簡單固定，故做介紹監(jiān)控程序設計時，通常也不在提及自檢和初始化。 單片機系統(tǒng)在運行時，也能被某些預定的條件觸發(fā)而完成規(guī)定的作業(yè)。這類條件中有定時信號、外部觸發(fā)信號時，監(jiān)控程序也應考慮這些觸發(fā)條件 。 監(jiān)控程序的任務有：完成系統(tǒng)自檢、初始化、處理鍵盤命令、處理接口命令、處理條件出發(fā)、及時啟動輸出和顯示功能。 監(jiān)控程序流程圖